Reiknivél fyrir ADC-upplausn

Sláðu inn bita og viðmiðunarspennu ADC til að fá þrepastærð, kvantunarvillu og fræðilegt SNR, umbreyta á milli volta og kóða, og fylgja hverri innsetningu.

Breytir og svið

Heiltala frá 1 til 32 — nafnbitabreidd breytisins.
Inntakssvið

Mælipunktur (valfrjálst)

Skildu eftir autt til að sleppa mælingunni.

Hversu marga bita þarftu? (valfrjálst)

Þrepastærð og suð

LSB þrepastærð

—

Jöfnur og innsetning

LSB = FSR ÷ 2ᴺ · max villa = ½ LSB · SNR = 6.02N + 1.76 dB

    Sláðu inn bita og viðmiðunarspennu til að sjá þrepastærðina.

    Sérhver tala sem þú slærð inn helst í þessum vafra — ekkert er hlaðið upp.

    Algengar spurningar

    Af hverju deila sumar heimildir með 2^N og aðrar með 2^N − 1?

    Þetta eru tvö mismunandi líkön af sama breyti. Gagnablöð og klassísk kvantunarkenning skilgreina LSB = FSR ÷ 2^N, þar sem fyrstu kóðaskipti eru við hálft þrep — það er líkanið sem þessi síða notar. Formið Vref ÷ (2^N − 1) kemur frá því að varpa efsta kóðanum nákvæmlega á Vref, sem er algengt í leiðbeiningum fyrir örstýringar. Við 12 bita munar um 0.02% á þessu tvennu, sem er langt undir vikmörkum hvers kyns raunverulegrar viðmiðunar; gættu þess bara að blanda þessu tvennu ekki saman þegar tölur eru bornar saman á milli heimilda.

    Þýðir 12-bita upplausn 12-bita nákvæmni?

    Nei. Upplausn er aðeins breidd kóðans — hversu fínt sviðinu er skipt. Nákvæmni takmarkast af INL og skekkjum í hliðrun/mögnun breytisins, vikmörkum og suði viðmiðunarinnar, og rásinni í kringum hann. Þess vegna gefa gagnablöð upp ENOB: 12-bita SAR skilar venjulega 10–11 virkum bitum. Hið fullkomna 74 dB SNR sem sýnt er hér er fræðilegt hámark sem enginn raunverulegur 12-bita breytir nær.

    Hvernig breytir ±Vref inntak útreikningunum?

    Sviðið tvöfaldast í 2 × Vref, svo sami breytir greinir helmingi breiðari þrep: LSB = 2 × Vref ÷ 2^N. Kóðar ná frá neikvæðu brautinni til þeirrar jákvæðu — kóði 0 er −Vref, miðkóðinn 2^(N−1) er 0 V, og efsti kóðinn situr einu þrepi undir +Vref. Veldu tvískauta sviðið hér að ofan og núll volt munu lenda nákvæmlega á miðkóðanum.

    Hvað get ég gert þegar þrepastærðin er of gróf?

    Yfirsýnataka og meðaltalsgerð eykur upplausn þegar merkið ber með sér smá suð: að taka meðaltal af 4× fleiri sýnum gefur um það bil einn virkan bita, og 16× gefur tvo, að því tilskildu að suðið sé hvítt og óháð — fullkomlega hreint og kyrrt merki endurtekur bara sama kóðann. Fyrir utan það þarf að skipta yfir í breyti með fleiri bitum eða bæta við stigstýranlegum magnara svo merkið fylli meira af sviðinu.

    Skrifað og yfirfarið af ritstjórn BroBroGo.Síðast uppfært:

    Reiknivél fyrir ADC-upplausn og LSB

    Þegar unnið er með hliðræna í staðræna breyta (ADC) er nákvæm þekking á þrepastærð, kvantunarvillu og fræðilegu suðgólfi lykilatriði við hönnun merkjakeðja. Þessi reiknivél reiknar út LSB þrepastærð, kvantunarþrep og fræðilegt merkis-til-suð hlutfall (SNR) út frá bitaupplausn og viðmiðunarspennu breytisins. Tólið styður bæði einskauta og tvískauta inntakssvið, reiknar umbreytingar á milli spennu og stafrænna kóða í báðar áttir, og sýnir fullkomlega útskrifaðar jöfnur með innsettum gildum fyrir hvert skref.

    Sérhver tala sem þú slærð inn helst í þessum vafra — ekkert er hlaðið upp. Allir útreikningar fara fram staðbundið á tæki notandans.

    Helstu útreikningar og fræðileg mörk

    Reiknivélin styður upplausn frá 1 til 32 bitum og reiknar út eftirfarandi stærðir undir viðeigandi heitum í viðmótinu:

    • LSB þrepastærð: Minnsta marktæka bitaþrepið (Least Significant Bit), sýnt sem spenna og jafnframt sem hlutfall af fullu sviði í prósentum og ppm (hlutum af milljón).
    • Kvantunarþrep: Heildarfjöldi stakra gilda sem breytirinn getur skilað (2^N).
    • Efsti kóði: Hámarks stafrænn úttakskóði breytisins (2^N - 1).
    • Fullt svið: Heildarspennusviðið (FSR) sem breytirinn nær yfir.
    • Hámarks kvantunarvilla (±½ LSB): Fræðileg hámarksskekkja sem hlýst af því að deila samfelldu merki í stök þrep.
    • Kvantunarsuð (rms): Virkt gildi (root-mean-square) kvantunarsuðsins.
    • Fræðilegt SNR (sveiflubylgja á fullu sviði): Fræðilegt hámarksmerkis-til-suð hlutfall í desíbelum.
    • Dýnamískt svið: Fræðilegt dýnamískt svið breytisins í desíbelum.

    Dæmi um útreikning (12 bitar, 3.3 V einskauta)

    Ef slegið er inn 12 bitar, 3.3 V viðmiðunarspenna og einskauta svið, skilar reiknivélinni eftirfarandi niðurstöðum:

    • Kvantunarþrep: 4.096
    • Efsti kóði: 4.095
    • LSB þrepastærð: 3.3 V ÷ 4.096 ≈ 805.6641 µV
    • Hámarks kvantunarvilla (±½ LSB): ±402.832 µV
    • Kvantunarsuð (rms): ≈ 232.5752 µV rms
    • Fræðilegt SNR (sveiflubylgja á fullu sviði): ≈ 74.01 dB
    • Dýnamískt svið: ≈ 72.25 dB

    Ef 1.65 V inntaksspenna er slegin inn (sem er nákvæmlega á miðju sviði), varpast hún á úttakskóðann 2.048 (tvíundarkerfi: 1000 0000 0000, sextánundarkerfi: 0x800) með núll kvantunarvillu.

    Jöfnur og stærðfræðileg innsetning

    Tólið sýnir nákvæmlega hvernig niðurstöðurnar eru fengnar með því að sýna jöfnurnar fyrst á táknrænu formi og síðan með gildum notandans:

    • LSB þrepastærð: LSB = FSR ÷ 2^N
    • Hámarks kvantunarvilla: ±LSB ÷ 2
    • Kvantunarsuð (rms): LSB ÷ √12
    • Fræðilegt SNR (sveiflubylgja á fullu sviði): SNR = 6.02 × N + 1.76 dB
    • Dýnamískt svið: 6.02 × N dB
    • Einskauta kóði: kóði = round(Vin ÷ LSB)
    • Tvískauta kóði: kóði = round((Vin + Vref) ÷ LSB)
    • Einskauta spenna: V = kóði × LSB
    • Tvískauta spenna: V = kóði × LSB − Vref
    • Kvantunarvilla við mælipunkt: kóðaspenna − inntaksspenna
    • Ákvörðun upplausnar: N ≥ log₂(FSR ÷ step), rúnnað upp í næsta heila bitaloft.

    Regluverk og sérstök tilvik í útreikningum

    Reiknivélin fylgir ákveðnum stærðfræðilegum reglum og birtir viðvaranir þegar gildi fara út fyrir eðlileg mörk:

    • Einskauta svið: Fullt svið (FSR) jafngildir Vᵣef. Inntakssviðið nær frá 0 til Vᵣef.
    • Tvískauta svið: Fullt svið (FSR) jafngildir 2 × Vᵣef. Inntakssviðið nær frá -Vᵣef til +Vᵣef. Kóðinn 0 samsvarar -Vᵣef, miðkóðinn 2^(N-1) samsvarar 0 V, og efsti kóðinn situr einu LSB þrepi neðan við +Vᵣef.
    • Mettun ofan við efri mörk: Ef inntaksspennan er hærri en efri mörk sviðsins mettast úttakið við efsta kóðann (2^N - 1). Tólið sýnir þá viðvörunina: "Inntakið situr ofan við efri brautina: úttakið mettast við efsta kóðann og sýnd villa er raunveruleg leif — ±½ LSB mörkin gilda ekki lengur."
    • Mettun neðan við neðri mörk: Ef inntaksspennan er lægri en neðri mörk sviðsins mettast úttakið við kóðann 0. Tólið sýnir þá viðvörunina: "Inntakið situr neðan við neðri brautina: úttakið mettast við kóða 0 og sýnd villa er raunveruleg leif — ±½ LSB mörkin gilda ekki lengur."
    • Nákvæmlega á miðju sviði: Ef inntakið er nákvæmlega á miðju sviði birtast upplýsingar um að helmingur sviðsins varpist á miðkóðann með núll kvantunarvillu.

    Villuskilaboð í viðmóti

    Ef slegin eru inn ógild gildi birtir reiknivélin viðeigandi villuskilaboð:

    • Ef slegið er inn gildi sem er ekki tala: "‹field›: „‹token›“ er ekki tala."
    • Ef upplausnin er utan leyfilegra marka: "Upplausnin verður að vera heill fjöldi bita á bilinu 1 til 32."
    • Ef viðmiðunarspennan er núll eða neikvæð: "Viðmiðunarspennan verður að vera stærri en núll."
    • Ef sleginn er inn tugabrotakóði: "Kóði er heill fjöldi gilda."
    • Ef sleginn kóði er utan marka breytisins: "Kóðinn verður að vera á milli 0 og ‹max› fyrir ‹bits›-bita breyti."
    • Ef markmiðsþrepastærð er núll eða neikvæð: "Minnsta breyting sem á að greina verður að vera stærri en núll."
    • Ef útreikningar fara yfir stærðfræðileg mörk tölvunnar: "Gildi eða milliniðurstaða fer yfir leyfilegt talnasvið."

    Hagnýt notkunargildi

    • Val á ADC: Hönnuðir geta slegið inn lágmarksspennubreytingu sem þeir þurfa að greina frá skynjara til að finna út hversu marga bita ADC-breytirinn verður að hafa.
    • Prófanir og villuleit: Forritarar geta varpað hráum gildum úr skrám örstýringa yfir í raunverulega spennu til að sannreyna að útreikningar í hugbúnaði séu réttir.
    • Suðgreining kerfa: Vélbúnaðarhönnuðir geta reiknað út fræðilegt lágmarkssuð og SNR til að bera saman við raunverulegt suð í hliðrænum rásum.

    Algengar spurningar

    Þýðir 12-bita upplausn 12-bita nákvæmni?
    Nei. Upplausn er aðeins breidd kóðans — hversu fínt sviðinu er skipt. Nákvæmni takmarkast af INL og skekkjum í hliðrun/mögnun breytisins, vikmörkum og suði viðmiðunarinnar, og rásinni í kringum hann. Þess vegna gefa gagnablöð upp ENOB: 12-bita SAR skilar venjulega 10–11 virkum bitum. Hið fullkomna 74 dB SNR sem sýnt er hér er fræðilegt hámark sem enginn raunverulegur 12-bita breytir nær.

    Hvernig breytir ±Vref inntak útreikningunum?
    Sviðið tvöfaldast í 2 × Vref, svo sami breytir greinir helmingi breiðari þrep: LSB = 2 × Vref ÷ 2^N. Kóðar ná frá neikvæðu brautinni til þeirrar jákvæðu — kóði 0 er −Vref, miðkóðinn 2^(N−1) er 0 V, og efsti kóðinn situr einu þrepi undir +Vref. Veldu tvískauta sviðið hér að ofan og noull volt munu lenda nákvæmlega á miðkóðanum.

    Af hverju deila sumar heimildir með 2^N og aðrar með 2^N − 1?
    Þetta eru tvö mismunandi líkön af sama breyti. Gagnablöð og klassísk kvantunarkenning skilgreina LSB = FSR ÷ 2^N, þar sem fyrstu kóðaskipti eru við hálft þrep — það er líkanið sem þessi síða notar. Formið Vref ÷ (2^N − 1) kemur frá því að varpa efsta kóðanum nákvæmlega á Vref, sem er algengt í leiðbeiningum fyrir örstýringar. Við 12 bita munar um 0.02% á þessu tvennu, sem er langt undir vikmörkum hvers kyns raunverulegrar viðmiðunar; gættu þess bara að blanda þessu tvennu ekki saman þegar tölur eru bornar saman á milli heimilda.

    Hvað get ég gert þegar þrepastærðin er of gróf?
    Yfirsýnataka og meðaltalsgerð eykur upplausn þegar merkið ber með sér smá suð: að taka meðaltal af 4× fleiri sýnum gefur um það bil einn virkan bita, og 16× gefur tvo, að því tilskildu að suðið sé hvítt og óháð — fullkomlega hreint og kyrrt merki endurtekur bara sama kóðann. Fyrir utan það þarf að skipta yfir í breyti með fleiri bitum eða bæta við stigstýranlegum magnara svo merkið fylli meira af sviðinu.

    Lögmál Ohms – ReiknivélSláðu inn hvaða tvö gildi sem er af spennu, straumi, viðnámi eða afli og fáðu hin tvö reiknuð samstundis.Reiknivél fyrir bylgjuviðnám flutningslínuSláðu inn línuna, álag hennar og tíðni, og lestu inntaksbylgjuviðnámið, VSWR og standbylgjuna meðfram línunni, með hverri innsetningu sýndri.Tvíundar-/SextánundarbreytirBreyttu tölum á milli tvíundar-, sextánundar-, tuga- og áttundakerfis — eða breyttu texta í bæt.EiningabreytirBreyttu lengd, þyngd, hitastigi, flatarmáli, rúmmáli og hraða á milli hvaða eininga sem er, samstundis.